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Verkabelung als entscheidender Faktor für Industrie 4.0

01  Auch bei den „M12x1“-Flanschen für Industrial-Ethernet-Anwendungen wurde das Escha-Schirmkonzept umgesetzt

01  Auch bei den „M12×1“-Flanschen für Industrial-Ethernet-Anwendungen wurde das Escha-Schirmkonzept umgesetzt

02  „M12x1“-Flansch mit gewinkelten Kontakten für die Platinendirektbestückung

02  „M12×1“-Flansch mit gewinkelten Kontakten für die Platinendirektbestückung

03  Die RJ45-Steckverbinder sind als vier- oder achtpolige ­Ver­sion erhältlich.

03  Die RJ45-Steckverbinder sind als vier- oder achtpolige ­Ver­sion erhältlich.

04  Die selbstkonfektionierbaren „M12x1“-Rundsteckverbinder gibt es mit D- oder X-Codierung

04  Die selbstkonfektionierbaren „M12×1“-Rundsteckverbinder gibt es mit D- oder X-Codierung

Das Ziel von Industrie 4.0 ist eine intelligente Fabrik, in der alle relevanten Informationen in Echtzeit bereitstehen, um zu jedem Zeitpunkt den optimalen Wertschöpfungsfluss abbilden zu können. Dieses Ziel lässt sich nur erreichen, wenn alle an der Wertschöpfung beteiligten Geräte und Instanzen miteinander vernetzt sind. Das Fundament dafür bildet die Verkabelungs-Infrastruktur. Nur wenn diese performant genug ist und eine hohe Verfügbarkeit des Netzes garantiert, kann das beschriebene Szenario überhaupt erst Realität werden.

Zur Umsetzung des Industrie-4.0-Gedankens wird die Nachfrage nach einer durchgängigen und zuverlässigen Datenübertragung zwischen der rauen Industrieumgebung und der Bürokommunikation immer größer. Für diese vom Markt geforderte Schnittstellenlösung bietet Escha im Rahmen seines Produktprogramms für Industrial-Ethernet-Applikationen die passenden Anschlusstechnikkomponenten. Hierzu zählen „M12×1“-Rundsteckverbinder, Flansche und Einbaustecker mit X-Codierung für die hohen Anforderungen in der Feldebene sowie RJ45-Steckverbinder für die Industrie- und IT-Verkabelung.

Steckverbinder für die Feldebene
Die vierpaarigen „M12×1“-Rundsteckverbinder für die Feldebene (Bild 1) basieren auf dem von Escha entwickelten 360°-Schirmkonzept. Die Anbindung des Schirms erfolgt dabei nicht durch eine auf die Leitung gecrimpte Steckverbindung, sondern durch eine zuverlässige Vercrimpung mit dem Schirmgehäuse. Die Ethernet-Steckverbinder erfüllen dadurch die Anfor­derungen der Schutzklassen IP67, IP68 sowie IP69 und garantieren darüber hinaus eine sichere und zuverlässige 10-Gbit/s-Datenübertragungsrate nach Cat. 6A.
Zusätzlich zu den konfektionierten Anschluss- und Verbindungsleitungen hat Escha auch einen feldkonfektionierbaren Stecker ins Sortiment aufgenommen. Darüber hinaus wurde ein Portfolio mit Gehäusedurchführungen für die ­Vorder- und Hinterwandmontage mit Litzen oder Printkontakten aufgelegt. Hierzu gehört auch ein „M12×1“-Flansch mit gewinkelten Kontakten für die Platinendirektbestückung, der bei Bedarf Wandstärken zwischen 1 mm und 5 mm kompensieren kann (Bild 2). Des Weiteren ist eine reflowfähige Einbaubuchse für den Gerätebau erhältlich, die sich für kundenspezifische Gehäuse eignet. Auch bei diesen Produkten wurde das Schirmkonzept durchgängig umgesetzt.
Für den Einsatz in der Industrie sind auch robuste RJ45-Steckverbinder erhältlich. Beginnend bei hochwertigen ­Lösungen mit industrietauglichen Leitungen, bis hin zu kostengünstigen Lösungen für den zuverlässigen Einsatz in Schalt- und Serverschränken. Die Leitungen mit robusten und klein bauenden umspritzten Steckverbindern sind in den Übertragungskategorien Cat. 5e und Cat. 6A verfügbar (Bild 3). Für Leitungen mit besonders großen Durchmessern und Litzenquerschnitten bis AWG22 bietet Escha einen selbstkonfektionierbaren RJ45-Steckerverbinder an. Durch ihre kompakte Bauform sind alle Varianten multiportfähig.

Umfassendes Portfolio für IE-Applikationen
Neben den „M12×1“-Steckverbindern mit X-Codierung und den RJ45-Produkten bietet Escha weiterhin sein bewährtes „M12×1“-Portfolio mit D-Codierung an, das für Industrial-Ethernet-Applikationen mit einer Datenübertragungsrate von Cat. 5e ausgelegt ist (Bild 4). Dieses umfangreiche vierpolige Produktspektrum basiert ebenfalls auf dem vielfach bewährten 360°-Schirmkonzept und garantiert durch hohe Signalreserven eine bessere Netzwerkauslastung. Die Meterware für alle genannten Produkte ist UL-zugelassen und erfüllt damit die für den nordamerikanischen Markt geltenden Sicherheitsrichtlinien.

Applikationen mit hohen Datenübertragungsraten
Der Trend hin zur intelligenten Fabrik hat dazu geführt, dass die Datenübertragungsraten immer höher werden. Escha ist der Überzeugung, mit seinen Industrial-Ethernet-Produkten den aktuellen und zukünftigen Industrie-4.0-Anforderungen mehr als gerecht zu werden.
Laut Escha existieren im Moment vor allem drei Bereiche, die die Datenübertragungsraten in der Vergangenheit immer weiter nach oben getrieben haben und in Zukunft treiben werden. Hierzu zählen die Gebäudeinstallation in Industriebauten sowie der Gerätebau. Aber auch im Bereich der Vision- und Scanner-Systeme zur Fertigungsüberwachung und Echtzeitdatenauswertung werden die Anforderungen weiter steigen.
Neben den industriellen Anwendungsgebieten gibt es weitere Einsatzorte. Zum Beispiel Bahn- und Überwachungsapplikationen. Insbesondere Entertainment-Systeme in Zügen – welche die Fahrgäste mit einer zuverlässigen Internetanbindung am Sitzplatz versorgen – und Überwachungskameras stellen ähnlich hohe Anforderungen an ­Datenübertragung und Robustheit der Steckverbinder.

Qualität ist der Schlüssel
Abgesehen von höheren Datenübertragungsraten wird der Trend in den kommenden Jahren auch immer mehr in Richtung Qualität gehen. Denn nur wenn Fehlinformationen während der Datenübermittlung vermieden werden, lassen sich die zur Verfügung stehenden hohen Übertragungsraten auch nutzen. In neuen Applikationen mit höheren Datenvolumina führen qualitativ minderwertige Leitungen zu Fehlübertragungen. Das bedeutet, dass Datenpakete erneut gesendet werden müssen, was wiederum zu einer höheren Netzwerkauslastung und längeren Verarbeitungszeiten des Protokolls führt. Bei besonders empfindlichen Systemen kann es sogar zum Busabsturz führen.
An dieser Stelle setzt Escha mit seinen qualitativ hochwertigen „M8×1“- und „M12×1“-Industrial-Ethernet-Komponenten für alle gängigen Protokolle (Sercos, Ethercat, ­Profinet, Powerlink und Ethernet/IP) an. Der Steckverbinder- und Gehäusehersteller hat Anschlusstechnik auf den Markt gebracht, die die hohen Datenübertragungsraten messbar zur Verfügung stellen. Durch eine erhöhte Signalreserve garantieren alle Produkte eine zuverlässige, schnelle und somit zukunftssichere Datenübertragung.

Steckverbinder sind das Fundament für Industrie 4.0
Die Netzinfrastruktur bestehend aus Leitungen und Steckverbindern rückt vielfach weit in den Hintergrund. Sie ­bildet aber das Fundament für ein funktionierendes Indus­trie-4.0-Konzept. Während heutige Anwendungen oft noch nicht an der Performance-Höchstgrenze arbeiten, kann die Qualität der Verdrahtungslösung in einer gewissen Bandbreite liegen, um dennoch ein funktionierendes System zu haben. Spätestens bei Industrie 4.0 wird sich jedoch zeigen, dass die Qualität der Leitungen, der Steckverbinder, das Schirmkonzept und die Konfektion ausschlaggebend sind für ein performantes und hoch verfügbares Netzwerk. Escha hat sich bereits mit seinen technologischen Lösungen für die kritischen Elemente des Verdrahtungssystems auf die Systeme der Zukunft eingestellt. Das Fundament ist also gelegt und stabil genug um Industrie 4.0 in die Tat umzusetzen. (no)

Daniel Gottschalk ist Branchenmanager bei der Escha Bauelemente GmbH in Halver. d.gottschalk@escha.net

Daniel Gottschalk ist Branchenmanager bei der Escha Bauelemente GmbH in Halver. d.gottschalk@escha.net